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Diagramas de equilibrio
Tema 9 · Ciencia y Tecnología de Materiales Aeroespaciales. Elige una aleación y baja la temperatura con el deslizador para ver qué fases y microconstituyentes hay en cada paso. La temperatura se mide en «u.» (unidades de temperatura de referencia, no son °C ni K): importa la posición en el diagrama, no el valor.
Las seis transformaciones invariantes
Binarios a P constante: tres fases, L = 0, horizontal en el diagrama. Composiciones y temperatura fijas; solo cambian las cantidades (regla de la palanca).
| Nombre | Al enfriar | ¿Líquido? | Regla |
|---|---|---|---|
| Eutéctica | L → α + β | Sí | 1 fase se separa en 2 |
| Eutectoide | γ → α + β | No | 1 fase se separa en 2 |
| Monotéctica | L₁ → α + L₂ | Sí | 1 fase se separa en 2 |
| Peritéctica | L + β → α | Sí | 2 fases dan 1 |
| Peritectoide | α + β → γ | No | 2 fases dan 1 |
| Sintéctica | L₁ + L₂ → α | Sí | 2 fases dan 1 |
Sufijo «-tica» si interviene líquido y «-toide» si todo es sólido. «Eut-» es una fase que se divide en dos; «perit-» y «sint-» son dos fases que dan una.
Compuesto congruente e incongruente
Mira cómo termina por arriba la vertical del compuesto C (composición fija, línea verde).
| Congruente | Incongruente | |
|---|---|---|
| Al calentar C | Funde entero, mismo L | Se descompone en L + S₁ (o S₁ + S₂) |
| Reacción al enfriar | L → AₙBₘ | L + S₁ → AₙBₘ (peritéctica) · S₁ + S₂ → AₙBₘ (peritectoide) |
| Fases / forma | 2 fases · un punto | 3 fases · una horizontal |
| Vertical de C | Llega al pico del liquidus | Se corta en la horizontal |
| Efecto | Parte el diagrama en dos independientes | C nace de una invariante |
Estequiométrico: línea vertical. No estequiométrico: región estrecha en forma de cuña (vacantes, átomos descolocados), que se trabaja como una solución sólida basada en la estructura del compuesto.
¿Qué fórmula tiene el compuesto?
Un compuesto AₙBₘ tiene n átomos de A por cada m de B. En el diagrama solo vemos su composición (la vertical C), así que hay que convertirla de gramos a átomos en 3 pasos:
- Lee en el diagrama dónde está la vertical C: es su composición, el % de B en el eje horizontal.
- Pasa a moles con las masas atómicas: en 100 g de compuesto hay (100 − c) g de A y c g de B.
- Compara los moles de B y de A: moles de B ÷ moles de A = m/n. Redondea a enteros pequeños y sale la fórmula.
Con % atómico no hacen falta las masas atómicas: el % ya cuenta átomos, así que m/n = c ÷ (100 − c).
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